JPH0226000B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は、優れためつき密着性を有し種々の用
途、例えば自動車用鋼板として適用できるZn系
合金電気めつき鋼板の製造法に関するものであ
る。 〔従来の技術および問題点〕 寒冷地帯における冬期の道路凍結防止用の散布
岩塩によつて自動車車体が腐食する問題に対し
て、各種めつき鋼板の適用が検討・推進されてい
る。車体外面の腐食は、道路走行時の自動車に路
面から跳ねあげられた小石や散布岩塩が当たり
（この現象をチツピングと称する。小石や散布岩
塩の衝突するスピードは、自動車の走行スピード
と同じ50〜150Km／ｈで極めて大きい衝撃力であ
る。）、車体表面の塗装が剥離したり、素地鋼板に
達する疵が入り、その箇所に融雪からの水や散布
塩分が作用して促進される。このような車体外面
の腐食対策として、例えばZnめつき鋼板が使用
されている。Znめつきはその強い犠牲防食作用
により、疵が素地鋼板に達していても鋼板を十分
防食する能力を持つているが、車体外面のように
塗布して用いた場合、ブリスターと称する塗膜の
膨れ錆が生じ易い欠点がある。 そのため、最近に至つてZn−Ni、Zn−Fe、Zn
−Co、Zn−Fe−Cr、Zn−Ni−Co、Zn−Co、Zn
−Mn、Zn−Ti、Zn−Sn、Zn−Cu、Zn−Cd、
Zn−Pb等のZn系合金電気めつき及びこれらを複
層化しためつき（つまり成分や組成が異なるZn
系合金めつき層を重ねためつき）や濃度傾斜した
めつき（つまり組成を、めつき層の厚さ方向に変
化させているめつき）を施した鋼板が開発され、
良好な耐ブリスター性が認められ実用化され始め
ている。しかし、これらZn系合金電気めつきは、
めつき皮膜の持つ内部応力がZn単独の電気めつ
きよりも高く、そのため鋼板素地に対するめつき
密着性はZnめつきよりも弱いという欠点を持つ。 又、自動車々体外面にはカチオン電着塗装、中
塗り、上塗り塗装の３コート塗装を合計で約
100μ以上の厚さに行うのが一般的であり、これ
らの塗膜の焼付け時の収縮応力がめつき層に作用
して、めつき密着性は未塗装時よりも低くなつて
いる。更に、冬期の寒冷地は−50℃ぐらいまで気
温が低下し、塗膜の収縮が進むため、めつき層に
作用する応力も大きくなつており、めつき密着性
も一段と低い状態にある。このようにめつき密着
性が一段と低まつた状態下で前述のチツピングを
うけると、Zn系合金電気めつき鋼板のめつき層
は剥離する欠点がある。 Zn系合金電気めつき鋼板のめつき密着性を高
める対策として、例えば特開昭59−200789号公報
の如くCr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、In、Zn、
Cd、Sn、Pbの１種又は２種以上からなる被覆層
をZn系合金めつきと素地鋼板との間に設ける方
法が開示されている。当該方法は常温下で未塗装
状態の押し出し成型（５mmエリクセン張り出し）
というマイルドな状態下で密着性を確認してい
る。 又、鉄と鋼71（1985）s1273ではFe、Zn、Ni、
Cu、Snの１種からなる薄い被覆層をZn系合金め
つきと素地鋼板との間に設ける方法が開示されて
おり、２コート塗装、氷点化、デユポン衝撃試験
の条件下で十分なめつき密着性が得られると報告
されている。 しかし、本発明者等の確認によれば、寒冷地
（−50℃）、３コート塗装、高速チツピングという
過酷な条件下では、上記方法を用いても、Zn系
合金電気めつきのめつき密着性はなお不十分であ
つた。加えて、上記方法の如き異種めつきの２層
めつき化は、少なくとも２種類のめつき液が必要
であり、製造コスト、製造管理の点で必ずしも得
策とは言えない。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明者等は前記実情に鑑み、自動車用３コー
ト塗装を施したZn系合金電気めつき鋼板が、低
温下でチツピングを受けても良好なめつき密着性
を得られることを目的として、同一めつき液を用
いて種々のめつき処理法について実験研究を重ね
た。 その結果、まず、Zn系合金めつき液中で、め
つきされる鋼板面に、300A／ｄm²以上の大電流
密度で通電量１〜30クローン／ｄm²の陰極電解を
施し、引き続いて、電流密度200A／ｄm²以下で
所定量のZn系合金めつきを施すと、前記の如き
過酷な条件下でも良好なめつき密着性が得られる
ことを見出した。 鋼板表面は通常加熱、圧延、酸洗、焼鈍工程を
経ているため、表面に酸化皮膜やＣ、Si等の非金
属の拡散濃縮層が存在している。鋼板表面の酸化
皮膜は、電気めつき前処理としての酸洗工程（通
常、塩酸あるいは硫酸水溶液中で浸漬あるいは電
解を行なう）で、除去されるが、酸洗後の水洗工
程で再び薄い酸化皮膜が生成することは避けられ
ない。又、鋼成分の拡散濃縮層は、通常の酸洗で
は完全に除去し得ない。 このようなことは、Znめつきのめつき密着性
やZn系合金めつきのマイルドな条件下における
めつき密着性に対しては問題にならないが、Zn
系合金めつきの過酷な条件下におけるめつき密着
性に対しては、大きな支障になると考えられる。 これに対し、本発明者等は通常のめつき前処理
後、めつきされる直前に、めつき液中で鋼板面
に、大電流密度で微小通電量の陰極電解を施し、
その直後にめつきを行なうと、優れためつき密着
性を有するZn系合金めつき鋼板が得られること
を知見した。すなわち、めつき前処理で、ある程
度清浄化された鋼板表面は、めつき液中で、大電
流密度で微小通電量の陰極電解を受けることによ
り、激しい水素ガス発生を伴いながら鋼板面に残
存する薄い酸化皮膜や拡散濃縮層が完全に除去さ
れ、鋼板面が活性化されると同時に、極く微量の
めつき初析出物が鋼板面上にスポツト状に分散し
て形成され、これが、引き続いて施されるZn系
合金めつきの析出に当たり、初期結晶核として機
能する。つまり大電流密度、微小通電による陰極
電解処理により、水素発生による鋼板面の活性化
と初期結晶核の形成が同時に行なわれ、これらに
よりZn系合金めつきのめつき密着性が良好にな
るものと考えられる。 又、このような方法で製造されたZn系合金電
気めつき鋼板は、耐食性や塗膜密着性など他の特
性についても、従来法で製造されたものと比較し
て遜色のないものであることを確認した。 本発明は以上の如き知見に基づいてなされたも
のであり、その要旨とするところは、Zn系合金
電気めつき鋼板の製造において、同一組成のめつ
き液を用いて、鋼板の少なくとも片面に、電流密
度300A／ｄm²以上で通電量１〜30クローン／ｄ
m²の陰極電解処理を施し、しかる後、電流密度
200A／ｄm²以下で所定付着量のZn系合金めつき
を施すことを特徴とするめつき密着性に優れた
Zn系合金電気めつき鋼板の製造法であり、さら
には、Zn系合金電気めつき鋼板をZn−Ni系合金
電気めつき鋼板またはZn−Fe系合金電気めつき
鋼板とするものである。 〔作用〕 以下、本発明を詳細に説明する。 本発明においては、まず、通常の電気めつき前
処理後Zn系合金めつき液中でめつきされる鋼板
面に300A／ｄm²以上の大電流密度で通電量１〜
30クーロン／ｄm²の陰極電解処理を施す。電流密
度300A／ｄm²未満では、めつきの析出が支配的
になつてしまい、水素ガス発生による鋼板面の活
性化が不十分となり、その結果良好なめつき密着
性は得られない。電流密度の上限は特に制限され
ず、使用する整流器の能力に制約されるだけであ
る。通電量１クーロン／ｄm²未満では、水素ガス
の発生量が少なすぎて鋼板面の活性化が不十分に
なると共に、めつきの初析出量も少なく初期結晶
核としての機能が十分発揮されない。通電量30ク
ーロン／ｄm²超では、大電流密度を使用するため
に、めつきの初析出物がめつき焼けの状態にな
り、有効性が失われる。より好ましい通電量は、
１〜20クーロン／ｄm²であり、この範囲では、安
定して良好なめつき密着性が得られる。 Zn系合金めつきを施す際の電流密度は200A／
ｄm²以下である。200A／ｄm²超では、上記陰極
電解処理を施しても、良好なめつき密着性が得ら
れず、また、めつき焼けを生じる恐れもある。
Zn−Ni系合金めつきの付着量は特に制約される
ものではないが、Zn−Ni系合金めつきの耐食性
を十分に活用するためには、10ｇ／m²以上施すこ
とが望ましい。 本発明において、陰極電解〜Zn系合金めつき
からなる一連の工程は、同一組成のめつき液を使
用して、連続的に行なわれる必要があるが、この
点設備投資面、製造コスト面で、異種めつきの２
層めつきに比較して格段に有利である。逆に、電
流密度後、水洗工程を介してZn系合金めつきを
行なうと、本発明の特徴は発揮されない。めつき
液の種類は、特に制約されるものではなく、例え
ば硫酸塩浴、全塩化物浴、これらの混合浴の何れ
でも適用可能である。 本発明に係わるZn系合金めつきとは、Zn−
Ni、Zn−Fe、Zn−Co、Zn−Fe−Cr、Zn−Ni−
Co、Zn−Co、Zn−Mn、Zn−Ti、Zn−Sn、Zn
−Cu、Zn−Cd、Zn−Pb等のZn系合金電気めつ
き及びこれらを複層化しためつき（つまり成分や
組成が異なるZn系合金めつき層を重ねためつき）
や濃度傾斜しためつき（つまり組成を、めつき層
の厚さ方向に変化させているめつき）を含む。
Zn以外の成分の含有率は特に制約されるもので
はないが、耐ブリスター性の上では、Zn以外の
成分を単独あるいは複合で合計１〜30重量％含有
することが好ましい。 また、Zn−Ni系合金めつきとはZn−Ni合金め
つきの他に、Niを主成分とし、他の成分として
Co、Fe、Cr等を微量含有し、残部Znとする合金
めつきを含む。 またZn−Fe系合金めつきとはZn−Fe合金めつ
きの他に、Feを主成分とし、他の成分としてCo、
Ni、Cr等を微量含有し、残部Znとする合金めつ
きを含む。 本発明の製造法は、必ずしも鋼板の両面に対し
て適用しなければならないというものではなく、
用途に応じて片面のみにこの製造法を採用しても
よいことは言うまでもない。 以下、実施例により、本発明の効果を更に具体
的に説明する。 〔実施例〕 本発明に基づく製造法により、種々のZn系合
金電気めつき鋼板を製造し、自動車用３コート塗
装後の低温下チツピングでのめつき密着性評価試
験を行なつた。使用しためつき液は、PH0.5〜
2.5、浴温30〜70℃の硫酸塩浴である。 第１表には塗装条件、試験条件、評価基準を示
した。 第２表にはZn系合金電気めつき鋼板の製造方
法とめつき密着性評価結果を示した。 比較例21、22は、めつき前に陰極電解を行なわ
ない通常の製造法によるZn系合金めつきである
が、めつき密着性は明らかに不良である。比較例
23、24は、陰極電解の通電量が、また、比較例
25、陰極電解の電流密度が、比較例26は、Zn系
合金めつきの電流密度が、それぞれ、本発明の範
囲を逸脱しているので、めつき密着性は不十分で
ある。 これらに対し、本発明に基づいて、めつき前に
陰極電解を行ない、引き続き、Zn系合金めつき
を施した本発明例１〜20は、めつき組成、付着量
によらず全て良好なめつき密着性が得られてい
る。

【表】

【表】

〔発明の効果〕

以上述べた如く、本発明の製造法によれば、め
つき密着性に優れたZn系合金電気めつき鋼板を
容易かつ安定的に工業生産することが可能であ
り、その実用的価値は誠に大きい。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ Zn系合金電気めつき鋼板の製造において、
   同一組成のめつき液を用いて、鋼板の少なくとも
   片面に、電流密度300A／ｄm²以上で通電量１〜
   30クーロン／ｄm²の陰極電解処理を施し、しかる
   後、電流密度200A／ｄm²以下で所定付着量のZn
   系合金めつきを施すことを特徴とするめつき密着
   性に優れたZn系合金電気めつき鋼板の製造法。 ２ Zn系合金電気めつき鋼板がZn−Ni系合金電
   気めつき鋼板である特許請求の範囲第１項記載の
   めつき密着性に優れたZn系合金電気めつき鋼板
   の製造法。 ３ Zn系合金電気めつき鋼板がZn−Fe系合金電
   気めつき鋼板である特許請求の範囲第１項記載の
   めつき密着性に優れたZn系合金電気めつき鋼板
   の製造法。